Question

5．某實驗小組進行了如圖所示的實驗．將過量紅磷點燃后插入集氣瓶中，塞緊橡皮塞，可以看到紅磷燃燒所產(chǎn)生大量白煙，待燃燒停止并冷卻到室溫后，打開止水夾，可觀察到燒杯中的水進入集氣瓶內(nèi)，進入水的體積大約占原瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$．

（1）上述實驗現(xiàn)象可以得出許多結論，請寫出兩條．氧氣約占原瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$，燃燒與氧氣接觸
（2）水自動進入集氣瓶的直接原因是紅磷燃燒，消耗掉集氣瓶中的氧氣；由于反應消耗了集氣瓶中的氧氣，使瓶內(nèi)氣壓減小，從而使集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強差，燒杯中的水倒吸進集氣瓶．
（3）如果進入集氣瓶內(nèi)水的體積，明顯小于瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$，其原因可能是AB．
A．使用的紅磷量不足     
B．沒塞緊瓶塞
C．沒夾緊止水夾，紅磷燃燒時瓶內(nèi)空氣受熱從導管逸出
D．插入燃燒匙速度太慢，塞緊瓶塞前，瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出
（4）若空氣中氮氣也能和紅磷反應，能否用該方法來測定空氣中氧氣的含量？不能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒，消耗掉集氣瓶中的氧氣解答，根據(jù)由可燃物燃燒的條件：①物質具有可燃性 ②與氧氣接觸 ③溫度達到可燃物的著火點，進行分析解答；
（2）根據(jù)集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強差解答；
（3）根據(jù)若實驗中測得氧氣的體積分數(shù)低于$\frac{1}{5}$，則造成此誤差的原因可能有紅磷量太少，沒有把裝置內(nèi)的氧氣完全消耗；塞子未緊，裝置漏氣；未冷卻到室溫便測量．
（4）用來空氣成分測定時，只能和空氣中單一成分反應，否則無法判定反應掉的成分的比例．

解答 解：
（1）該實驗中過量的紅磷燃燒，消耗掉集氣瓶中的氧氣；由于反應消耗了集氣瓶中的氧氣，使瓶內(nèi)氣壓減小，從而使集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強差，故燒杯中的水倒吸進集氣瓶，約占原瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$；從而確定氧氣在空氣中的體積分數(shù)．據(jù)燃燒要同時滿足的三個條件：①物質具有可燃性、②與氧氣接觸、③溫度達到可燃物的著火點可知，細砂完全覆蓋紅磷，由于紅磷沒有與氧氣接觸，故看不到明顯現(xiàn)象；將砂子撥開露出紅磷，由于紅磷能與空氣接觸且溫度已經(jīng)達到了著火點，故會看到紅磷燃燒．
（2）該實驗中過量的紅磷燃燒，消耗掉集氣瓶中的氧氣；由于反應消耗了集氣瓶中的氧氣，使瓶內(nèi)氣壓減小，從而使集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強差，故燒杯中的水倒吸進集氣瓶；
（3）可能的原因有：①裝置的氣密性不好；②紅磷的量不足，集氣瓶中的氧氣沒有完全反應；③未待整個裝置冷卻至室溫就打開止水夾．造成水進入集氣瓶不到集氣瓶體積的$\frac{1}{5}$．插入燃燒匙速度太慢，塞緊瓶塞前，瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出，會使結果偏高；
（4）用來空氣成分測定時，只能和空氣中單一成分反應，否則無法判定反應掉的成分的比例．當?shù)獨庖材芎土追磻獣r，我們就無法準確知道多少體積變化是由于紅磷和氧氣反應所致，所以當?shù)獨庖材芎图t磷反應時不能用于空氣成分的測定．
答案：
（1）氧氣約占原瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$，燃燒與氧氣接觸
（2）紅磷燃燒，消耗掉集氣瓶中的氧氣；由于反應消耗了集氣瓶中的氧氣，使瓶內(nèi)氣壓減小，從而使集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強差，燒杯中的水倒吸進集氣瓶
（3）AB
（4）不能．

點評 本題難度不大，但綜合性較強、思維跨度大，考查同學們靈活運用所學的紅磷的知識解題的能力．